摘要：在高大空間結(jié)構(gòu)的施上中，一直缺乏系統(tǒng)的高支撐腳乎架體系的設(shè)計(jì)計(jì)算規(guī)范，盡管在一此地方性的文件中提出了高支撐的相關(guān)要求，本文主要通過某辦公樓工程實(shí)例，并參照相應(yīng)的規(guī)范，著重介紹了扣件式鋼管腳手架在高、重、大跨度梁板模板支撐中的設(shè)計(jì)及其施工方法，并借鑒前人的經(jīng)驗(yàn)編制了本施工方案，拋磚引玉，供大家參考。

　　關(guān)鍵詞：扣件式,腳手架,設(shè)計(jì),施工

　　0 引言

　　對(duì)于鋼管架，對(duì)比門式腳手架來說，布置方式更靈活，可視荷載的大小而決定其荷載的大小而決定其間距的疏密，其整體性也相對(duì)較好，特別是對(duì)于樓層高度和荷載都較大的支撐系統(tǒng)，有十分廣闊的應(yīng)用前景。長(zhǎng)期以來在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工中，最可靠的安全保證是模板及其支撐要具有足夠的承載力、剛度和穩(wěn)定性。多、高層建筑的地下室及群樓用作公共活動(dòng)場(chǎng)所日趨普遍。由于消防、空調(diào)安裝、吊頂或建筑物造型的需要，其層高經(jīng)常超過4.5m，有的局部達(dá)到8～10m。因此，其施工的難度增大，為確保安全，必須進(jìn)行高支撐模板系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。而目前多以扣件式鋼管腳手架作為模板支架，但由于很多項(xiàng)目經(jīng)理、技術(shù)人員對(duì)超常規(guī)砼結(jié)構(gòu)支模的重要性和嚴(yán)重性認(rèn)識(shí)不足，對(duì)扣件式鋼管排架支撐的承載力決定因素認(rèn)識(shí)不足，導(dǎo)致了幾例典型的模板支架倒塌事故，如南京電視臺(tái)演播大廳屋蓋模板支架整體倒塌、中國(guó)銀行蘇州分行綜合業(yè)務(wù)樓共享空間屋蓋模板支架整體倒塌等重大事故。本文主要通過工程實(shí)例，并參照相應(yīng)的規(guī)范，介紹了扣件式鋼管腳手架在高、重、大跨度梁板模板支撐中的設(shè)計(jì)及其施工方法，并借鑒前人的經(jīng)驗(yàn)編制了本施工方案，拋磚引玉，供大家參考。

　　1、工程概況：

　　江門市某辦公樓工程為七層框架混凝土結(jié)構(gòu)，首層層高4.5m，二層以上層高3.0m。在地下室 車庫斜道入口處，由于首、二層架空，三層梁板中B2、B5軸交B-J～B-M軸的梁為轉(zhuǎn)換梁，梁上立柱，梁截面分別為800×1800和600×1800，是本工程的最大梁截面。梁板面標(biāo)高為+ 7.5m，根據(jù)“廣東省建設(shè)工程高支模系統(tǒng)施工安全管理辦法”中的規(guī)定，屬于高支模。此層的支模方案就要考慮計(jì)算，以確定在大荷載、高凈空下合理安全地布置支撐系統(tǒng)，確保其承載力和穩(wěn)定性滿足要求

　　2、搭設(shè)方案：

　　2.1、搭設(shè)材料及尺寸：

　　本工程大懸挑結(jié)構(gòu)的模板支架采用扣件式鋼管腳手架，立桿支撐在一層地面和二、三層樓面上。主要采用外徑48毫米、壁厚3.5毫米的鋼管，其材質(zhì)應(yīng)符合GB700-793號(hào)鋼的技術(shù)條件。扣件式聯(lián)接采用鑄鐵扣件，應(yīng)采用KT-33-8可鍛鑄鐵扣件，絕對(duì)不能用鉛絲綁扎。材料部門定貨采購(gòu)的鋼管、扣件等，必須規(guī)格統(tǒng)一，材質(zhì)優(yōu)良，并應(yīng)有出廠證明書和合格證書。連墻件的材質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T700)中Q235—A級(jí)鋼的規(guī)定。

　　考慮要利用懸挑部位原建筑外腳手架做為支撐的一部分，故取定立桿縱橫間距為原外腳手架柱距的一半，均為700mm，水平桿縱橫向間距為700mm，立桿步距取1500mm。南側(cè)支撐布置、北側(cè)支撐基本相同。

　　2.2、構(gòu)造要求：

　　①立桿間連接宜采用對(duì)接扣件，為使接頭按規(guī)范要求相互錯(cuò)開，底部立桿間隔交叉采用6.0m、6.5m鋼管，上部立桿采用4.5m、5.0m鋼管。

　　②在支撐體系四邊與中間每隔4排立桿從底到頂搭設(shè)豎向剪刀撐，縱向3道，橫向7道。

　　③每層砼施工分兩步進(jìn)行，先澆筑框架柱，待其到一定強(qiáng)度后與支撐體系做剛性連接后再澆樓面砼，以增強(qiáng)支撐體系的整體穩(wěn)定性。

　　④支撐體系與結(jié)構(gòu)通過框架柱和預(yù)埋鋼管作剛性連接，連墻件偏離主節(jié)點(diǎn)不大于0.3m，兩部五跨，從底部第一步縱向水平桿開始設(shè)置。南京十年一遇風(fēng)壓為0.25KN/m2，本模板支架為敞開式腳手架，僅局部設(shè)安全網(wǎng)，且每個(gè)連墻件覆蓋面積<30m2，故驗(yàn)算時(shí)可不考慮風(fēng)荷載作用。

　　⑤在基坑回填土上支設(shè)立桿時(shí)，回填土必須分層夯實(shí)，其上做8㎝碎石墊層和8㎝厚C20的砼面層，立桿下設(shè)底座和50×300mm木條。且在離底座底30cm處設(shè)置縱橫向掃地桿。為防雨水浸泡地基，在支撐體系最外側(cè)立桿外2.0m處設(shè)置一淺排水溝。

　　⑥每根立桿上相鄰步距的大橫桿交替設(shè)置于立桿的內(nèi)外側(cè)，以減小立桿的偏心荷載。

　　⑦整個(gè)體系設(shè)置3個(gè)加強(qiáng)層。

　　3、支撐穩(wěn)定驗(yàn)算：

　　梁、板下支撐立桿縱橫間距為0.7m，立桿步距為1500mm。φ48×3.5鋼管截面積A=489mm2，抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為：f=205N/mm2，回轉(zhuǎn)半徑i=15.8mm。立桿長(zhǎng)細(xì)比λ=L0/I=1500/15.8=94.9。立桿軸心受壓時(shí)，據(jù)立桿長(zhǎng)細(xì)比λ查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》得Ψ=0.63。故立桿軸心受壓時(shí)的穩(wěn)定承載力設(shè)計(jì)值為：

　　F=ΨfA=0.63×205×489=6.32t。

　　3.1 板下支撐穩(wěn)定驗(yàn)算：

　　⑴設(shè)計(jì)荷載：

　　恒載 模板以及鋼管支撐自重：0.55t/㎡

　　新澆砼重量：0.11×2.400=0.264t/㎡

　　鋼筋重量：0.11×0.250=0.0275t/㎡

　　∑=0.842t/㎡

　　活載 施工人員及設(shè)備重量：0.10t/㎡

　　泵送砼傾倒產(chǎn)生荷載：0.40t/㎡

　　振搗產(chǎn)生的荷載：0.20t/㎡

　　(現(xiàn)場(chǎng)施工情況復(fù)雜，為安全見，取三荷載之和∑=0.70t/㎡

　　設(shè)計(jì)荷載q=1.2×0.842+1.4×0.70=2.00t/㎡

　　⑵支撐驗(yàn)算：

　　①鋼管支撐的穩(wěn)定性計(jì)算：

　　作用在立桿上荷載為N=2.00×0.72=0.98t

　　②鋼管扣件抗滑驗(yàn)算：

　　當(dāng)立桿長(zhǎng)度與支模長(zhǎng)度相差較小時(shí)，可在立桿頂加可調(diào)支托進(jìn)行調(diào)高。否則可用兩只旋轉(zhuǎn)扣件作鋼管接長(zhǎng)。作用在立桿扣件上的荷載為N=0.98t<1.2t，故立桿雙扣件搭接能滿足抗滑要求。

　　3.2 承受上層結(jié)構(gòu)及支撐體系荷載的結(jié)構(gòu)樓板的承載能力驗(yàn)算(以門廳屋面板為例)：

　　板厚： δ=11㎝

　　雙向板底筋： φ8@200

　　雙向支座負(fù)筋： φ8@200

　　板底最大彎矩：

　　Maz=0.0367ql2=0.0367×2.00×10×2.42=4.23KN·m

　　支座最大彎矩：

　　Mao=-0.0784ql2=-0.0784×19.34×2.42=-9.03KN·m

　　板上下配筋均為φ8@200，As=As，=251mm2,

　　砼已達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度C35,fcm=19.1Mpa

　　ho=h-(c+d/2)=110-(15+8/2)=91m

　　X=fy*As/(fc*b)=210×251/19.1×1000=2.76mm

　　Mu=fc*b*X* (ho-x/2)=19.1×1000×2.76×(91-2.76/2)

　　=4.72KN·m>Maz=4.23KN·m，板底配筋滿足要求;

　　Mu=4.72KN·m<9.03KN·m，板面負(fù)筋不能滿足承載能力要求。

　　故該樓板下層必須增設(shè)支撐。采用在上部支撐下原位重新頂上支撐，立桿頂部與砼面接觸處用木方頂緊，底部與砼樓地面間設(shè)50×300mm的墊木。

　　3.3 F、A軸大梁梁下支撐穩(wěn)定計(jì)算：

　　取受荷載較不利的大梁――F、A軸上九層樓面的連續(xù)梁計(jì)算，其截面300×1000。其最不利受荷是當(dāng)其正上方第十層梁澆筑時(shí)，兩層梁的恒載和施工活載傳到支撐立桿上，其荷載計(jì)算如下。

　　1)設(shè)計(jì)荷載：

　　恒載 模板自重： (0.3+2×1.0)×0.05=0.115t/m

　　新澆砼重量： 0.3×1.0×2.4=0.72t/m

　　鋼筋重量： 0.3×0.20=0.06t/m

　　∑g=0.895t/m

　　活載 施工人員及設(shè)備的荷載：(0.3+0.35×2)×0.25=0.25t/m

　　(考慮澆筑施工時(shí)梁兩側(cè)各0.35m寬板帶傳給梁的荷載)

　　設(shè)計(jì)荷載 q=1.2×2×0.895+1.4×0.25=2.498t/m

　　(考慮十層梁澆筑時(shí)傳給九層梁的恒載，恒載乘2)

　　2) 支撐驗(yàn)算：

　　梁支模仍采用廣東省目前最典型的支模方式——鋼管排架頂部水平鋼管傳力支模。梁自重及施工荷載通過底模下的木枋將荷載傳至水平鋼管，水平鋼管又通過與立桿扣接的直角扣件將荷載傳至立桿。這樣立桿所受的力為偏心力，

　　偏心距為e=53mm，

　　偏心率ε=M*A/(N*W)=e*A/W=53×489/5000=5.18≤30，

　　據(jù)立桿長(zhǎng)細(xì)比λ、偏心率ε查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》得彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定系數(shù)Ψp=0.186。

　　故立桿偏心受壓時(shí)的穩(wěn)定承載力設(shè)計(jì)值為：Fp=Ψp fA=0.186×205×489=1.89t。

　　① 鋼管支撐的穩(wěn)定性計(jì)算：

　　作用在立桿上荷載為N=2.498×0.7/3=0.583t

　　② 件抗滑驗(yàn)算：

　　作用在立桿扣件上的荷載為N=0.583t <0.8t，故抗滑能滿足要求。鑒于結(jié)構(gòu)的重要性，在直角扣件下在增設(shè)一個(gè)等扣件。

　　3.4 檐溝邊大梁梁底支撐穩(wěn)定計(jì)算：

　　本結(jié)構(gòu)九、十層懸挑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為桁架結(jié)構(gòu)，為滿足設(shè)計(jì)要求，決定將斜梁施工縫留置在梁端2000m處;為減少支撐受荷，在梁內(nèi)預(yù)留斜板鋼筋，將梁板分開澆筑。

　　檐溝邊大梁梁底支撐按整個(gè)支撐體系內(nèi)立管間距700mm驗(yàn)算，確定其是否需要加密。因檐溝處縱橫梁節(jié)點(diǎn)處荷載較大，取其下一榀排架驗(yàn)算。

　　1)設(shè)計(jì)荷載：

　　恒載 模板自重：

　　[(0.25+2×0.6)+(0.6×2+0.43×2)+0.5]×0.7×0.05

　　+(0.3×2+0.5×2)×2.0/2×0.05=0.220t

　　新澆砼重量：

　　[0.25×0.6+0.07×(0.6+0.43)+0.5×0.11]×0.7×2.4

　　+0.3×0.5×2.0/2×2.4=0.826t

　　鋼筋重量(按砼重1/10計(jì))：0.1×0.826=0.083t

　　∑g=1.129t

　　活載 施工人員及設(shè)備的荷載：

　　(0.6+0.25+0.5)×0.25×0.7=0.236t

　　設(shè)計(jì)荷載 q=1.2×1.129+1.4×0.236=1.685t

　　2)支撐驗(yàn)算：

　　⑴ 鋼管支撐的穩(wěn)定性計(jì)算：

　　頂部立桿桿底承受荷載N=1.685/2=0.843t

　　⑵ 扣件抗滑驗(yàn)算：

　　作用在立桿扣件上荷載N=1.685/2=0.843t>0.8t，單扣件抗滑不能滿足要求。考慮結(jié)構(gòu)的重要性，將梁下支撐立管加密至@350，并在節(jié)點(diǎn)下排架及左右兩榀排架采用雙扣件抗滑，這樣能滿足要求。

　　4、其他主要技術(shù)與安全措施：

　　1)九、十、十一層懸挑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為桁架結(jié)構(gòu)，此處各層挑梁在支模時(shí)需待頂層(十一、十層)梁砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)方可拆模。

　　2)參加支撐體系搭設(shè)的作業(yè)人員必須是持證上崗的架子工，作業(yè)時(shí)戴安全帽、系安全帶、穿防滑鞋。對(duì)施工人員進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)、安全交底，施工中及時(shí)檢查，對(duì)未按施工方案施工之處及時(shí)整改，澆筑前全面檢查，確保萬無一失。

　　3)剪刀撐、斜撐要隨立桿、水平桿同步搭設(shè)，底層斜桿下端必須支撐在墊板上。施工中要經(jīng)常校驗(yàn)立桿垂直度，全高垂直偏差不得大于架高的1/400，且不大于100mm。

　　4)加強(qiáng)對(duì)構(gòu)配件的質(zhì)量檢查，不合格不準(zhǔn)使用。

　　5)控制扣件螺栓扭力矩：采用扭力扳手，將扣件節(jié)點(diǎn)扭力矩控制在40～65N·m。

　　6)在支撐體系角桿上端設(shè)置避雷針，與整幢建筑物樓層內(nèi)避雷系統(tǒng)連成整體。

　　7)在砼澆筑施工時(shí)，安排專人負(fù)責(zé)觀察支撐有無異常響聲、變形，發(fā)現(xiàn)異常情況立即通知現(xiàn)場(chǎng)施工人員撤離。

　　8)施工時(shí)要從建筑內(nèi)側(cè)向外側(cè)平行澆筑，泵管盡量不要放到懸挑部位，施工人員不可在懸挑部位聚集太多。在砼澆筑施工前要向施工人員就這些注意事項(xiàng)詳細(xì)交底。

　　5、設(shè)計(jì)與施工體會(huì)

　　1)按照規(guī)范要求，對(duì)木模板系統(tǒng)的計(jì)算是采用概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的要求，采用分項(xiàng)系 數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行的。因此，在高支模設(shè)計(jì)中，各種參數(shù)的取值是否合理，將影響計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和支撐系統(tǒng)的安全性。

　　2)本模板支架的基礎(chǔ)雖為斜坡，但支承在經(jīng)夯實(shí)并澆筑混凝土的地面上，支架基礎(chǔ)很容 易滿足支模施工和使用要求，因此，本設(shè)計(jì)對(duì)基礎(chǔ)考慮得不多。當(dāng)高、重、大跨度梁板模板支架支承在下層結(jié)構(gòu)樓面上時(shí)，則要考慮下層樓面的結(jié)構(gòu)承載力，必要時(shí)要進(jìn)行加固處理。 當(dāng)模板支架支承在泥土地面上時(shí)，應(yīng)在平整、夯實(shí)后加設(shè)滿足承載力要求的墊塊支承立桿, 并采取排水措施。

　　3)經(jīng)計(jì)算分析，鋼管的承載力較大(可用步距調(diào)整)，其平面間距主要受木枋的強(qiáng)度和 剛度影響。當(dāng)木枋的強(qiáng)度和剛度滿足不了要求時(shí)，可考慮使用雙木枋(即兩條木枋疊起來使用)。由于木枋長(zhǎng)度一般都是長(zhǎng)2m，因此設(shè)計(jì)時(shí)垂直梁軸線方向的間距可以先定下來，一般 為2m的1/2、1/4或比之略小，而沿梁軸線方向的間距則要通過試算來決定。

　　4)于施工中產(chǎn)生的振動(dòng)荷載較大，豎向支撐由扣件式鋼管腳手架組成，而安裝的誤差 很難保證桿件在豎直的一條線上，因此扣件式鋼管腳手架要排列整齊和順直，并要及時(shí)安設(shè)好縱橫向水平拉桿、剪刀撐等。上下層立桿采用的對(duì)接扣件應(yīng)按規(guī)范要求交錯(cuò)布置。

　　5)由于支架的搭設(shè)是由架子工作業(yè)的，而支架上的模板系統(tǒng)則由木工來完成，因此，在 設(shè)計(jì)與施工過程中，要綜合考慮各班組的情況，協(xié)調(diào)好各班組的工作，才能設(shè)計(jì)出既確保安全、方便施工，又節(jié)約鋼管用量的支模系統(tǒng)。

　　參考文獻(xiàn)：

　　1 建設(shè)部 《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》，《建筑安全》(2003.03)